Esempio di solaio laterocemento
Introduzone
Il solaio laterocemento è assunto come solaio monodirezionale a nervature parallele nel quale la rigidezza e la capacità resistente principali sono concentrate nelle nervature in calcestruzzo armato, mentre gli elementi in laterizio svolgono prevalentemente funzione di alleggerimento e di casseratura. Dal punto di vista del modello strutturale, il comportamento globale è di trave continua su più appoggi ottenuta considerando una fascia di solaio di larghezza unitaria, con successiva conversione dei carichi di superficie in carichi supportati dal singolo travetto.
Con l’utilizzo della Vista Geometria di Pianta e Sezione attive si può definire il controllo dei valori assegnati alle sezioni in campata e in appoggio, la verifica della geometria resistente delle nervature, la valutazione della collaborazione della soletta superiore e l’eventuale definizione di zone ad incremento di resistenza a taglio mediante fasce piene o semipiene in prossimità dei vincoli.
Nella figura sono riportati i relativi dati tecnici:
- pianta del solaio con indicazione delle luci di calcolo e dell’orditura principale;
- sezione longitudinale del solaio con quotature;
- schema statico equivalente con evidenza di campate, appoggi e sbalzi.
L’indicazione dell’interasse dei travetti va definita nella Tabella Dati generali del solaio;
definizione materiali
Le caratteristiche dei materiali vengono definite nelle rispettive tabelle del menù Dati (come Calcestruzzo, Armature, ecc...).
scelta sezione
La scelta della sezione può essere eseguita col criterio di partire da un predimensionamento di altezza in funzione della luce di calcolo e del livello prestazionale richiesto, per poi essere verificata in base alle sollecitazioni di progetto.
Nella definizione della sezione bisogna assegnare i seguenti parametri:
- altezza complessiva del solaio;
- spessore della soletta collaborante superiore;
- larghezza della nervatura resistente;
- altezza e larghezza del blocco di alleggerimento;
- eventuale presenza di rete inferiore e superiore;
Questi Dati vanno inseriti nella tabella Tipologia delle sezioni composte.
La sezione resistente viene quindi utilizzata per il calcolo di:
- area di armatura;
- momento resistente di progetto Mrd;
- resistenza a taglio VRd;
interasse travetti e presenza ripartitore
L’interasse dei travetti deve essere definito nella Tabella Dati generali del solaio;
Dal punto di vista tecnico, l’interasse influenza simultaneamente:
- il valore del carico applicato alla singola nervatura;
- la sezione trasversale equivalente della fascia di solaio;
- il peso proprio complessivo;
- il numero di elementi resistenti e quindi la distribuzione della capacità portante sul solaio.
La presenza del travetto ripartitore/rompitratta deve essere resa attiva nella tabella Dati Campate dal parametro “r” mettendo il flag attivo;
le dimensioni e i diametri dei ferri del travetto ripartitore devono essere definiti nella tabella Parametri di progetto.
Nel calcolo, il programma utilizza l’interasse per convertire il carico superficiale in carico sul singolo travetto resistente. Questo passaggio è essenziale perché le sollecitazioni di progetto sul travetto — momento, taglio e rotazione agli appoggi — dipendono direttamente dal carico così ottenuto.
scelta normativa
Nel programma è possibile operare con Unità di misura del Sistema Internazionale o Tecnico. L’impostazione di default è per Sistema Tecnico. Il progettista può modificare l’impostazione in qualsiasi momento dalla funzionalità Opzioni Dati e il programma effettuerà la conversione automatica dei Dati.
La scelta della normativa, da effettuarsi nel Foglio Parametri di verifica, definisce l’intero quadro di verifica.
In particolare:
- lo standard normativo di riferimento;
- i coefficienti parziali delle azioni e dei materiali;
- la gestione delle combinazioni di carico agli stati limite ultimi e di esercizio;
- i criteri di verifica a flessione, taglio e deformabilità;
Tale scelta incide in modo determinante sul valore delle sollecitazioni di inviluppo, perché la distinzione tra azioni favorevoli e sfavorevoli modifica l’ampiezza dei diagrammi di momento e di taglio.
inserimento carichi
L’inserimento dei carichi prevede una distinzione delle azioni:
- G1: peso proprio del solaio e degli elementi strutturali collaboranti;
- nel programma definiti Permanenti con la sigla Per;
- G2: permanenti non strutturali, quali massetti, pavimenti, intonaci, controsoffitti, impianti distribuiti e incidenza tramezzi;
nel programma definiti Permanenti n.s. con la sigla Pns;
- Q: sovraccarichi variabili in funzione della destinazione d’uso;
nel programma definiti con specifica sigla (Vab, Vaf, ecc…);
- eventuali azioni concentrate.
Per il solaio laterocemento il calcolo di G1=Per deve essere definito tenendo conto di:
- volume della soletta superiore per unità di superficie;
- volume delle nervature in calcestruzzo;
- volume dei blocchi di alleggerimento valutati con peso specifico assegnato;
- eventuali maggiorazioni dovute a fasce piene, zone ribassate o irrigidimenti locali.
I carichi superficiali, vengono trasformati dal programma in carichi riportati sul travetto resistente.
In presenza di più campate continue, le condizioni più gravose possono essere ricercate mediante combinazioni a scacchiera, utilizzando l’indice di mutua esclusione della condizione di carico ime.
Questa soluzione è particolarmente utile per i solai continui perché l’ipotesi di caricamento uniformemente distribuito su tutte le campate non è generalmente sufficiente a produrre l’inviluppo sfavorevole delle sollecitazioni.
esecuzione analisi e controllo verifiche
Una volta completata la fase di input, il software esegue l’analisi dello schema resistente e restituisce:
- diagrammi di momento flettente e taglio per ciascuna combinazione;
- inviluppi delle sollecitazioni allo SLU e, ove previsto, allo SLE;
- valori di Msd e Vsd nelle sezioni significative;
- verifica delle sezioni in campata, in appoggio e nelle zone di transizione.
Il controllo specialistico delle verifiche deve riguardare almeno i seguenti aspetti:
- 1. Verifica a flessione in campata
- confronto tra momento sollecitante positivo e momento resistente della sezione collaborante;
- valutazione dell’armatura inferiore richiesta;
- controllo della posizione dell’asse neutro e della congruenza della sezione compressa.
- 2. Verifica a flessione sugli appoggi
- confronto tra momento negativo di progetto e resistenza della sezione reagente;
- definizione e verifica delle armature superiori;
- controllo della continuità dei ferri, delle lunghezze di ancoraggio e delle sovrapposizioni.
- 3. Verifica a taglio
- confronto tra Vsd e VRd nelle zone prossime ai vincoli;
- valutazione dell’efficacia di fasce piene o semipiene per l’incremento della resistenza;
- controllo della geometria della sezione reagente e dell’eventuale riduzione di capacità nelle zone alleggerite.
- 4. Verifiche di esercizio
- controllo della deformabilità delle campate;
- valutazione indiretta della fessurazione in funzione dell’armatura e dei livelli tensionali;
- coerenza della soluzione con i limiti prestazionali imposti dal progetto.
Particolarmente utile è la soluzione prevista nel programma della visualizzazione delle carpenterie che consente di avere gli istogrammi delle sollecitazioni e i corrispondenti istogrammi resistenti, in modo da leggere immediatamente i margini di sicurezza disponibili per ciascuna campata e per ciascun appoggio.
stampe
La fase finale riguarda la predisposizione della documentazione tecnica di calcolo e di progetto. In un contesto professionale, le stampe devono comprendere almeno:
- dati geometrici del solaio e della sezione;
- materiali adottati e parametri normativi;
- quadro completo dei carichi elementari e delle combinazioni;
- tabulati delle sollecitazioni per campata e per appoggio;
- riepilogo delle verifiche a flessione e a taglio;
- distinta delle armature longitudinali e integrative;
- carpenteria esecutiva con evidenza di fasce piene, semipiene, ferri aggiuntivi e dettagli di bordo.
La possibilità di esportare la relazione in formato modificabile è particolarmente utile nella redazione di elaborati strutturali completi, perché consente l’integrazione diretta dei risultati del solaio nella relazione generale dell’opera.